脫水處理新技術可穩定保存流體食物

 去除水分是食品生產的基本工藝，可以說是僅次于蒸煮的第二大重要環節，兩者都用于穩定和保存固體、奶粉和一些流體食品。

 水分總有部分殘留，并對造成影響，而這個問題由干燥機負責解決，食品加工商可以通過多種選擇達到預期效果。通常來說，干燥是一個能源密集的加工過程，會對產品的外觀和營養價值造成一定的破壞。用的成本獲取穩定的干燥效果是當下一個持續的研發重點，目前已取得相當大的進展。

 微波真空干燥的個商業應用是在上世紀80年代。每一項技術創新的經歷都伴隨著痛苦，和電力相比成本更高昂的天然氣對微波干燥技術的發展帶來了一定阻力。然而低壓微波與凍干技術的能源表現大相徑庭，其中一種被稱為輻射能量真空（REV）的技術最早在2008年投入應用，并逐漸開始贏得工業領域的支持。

 今年八月，一家牛肉干產品制造商JackLink成為目前一家與溫哥華的EnWave公司簽署授權協議，并對該項技術進行評估的食物加工商。威斯康星州的Minong肉制品加工廠拒絕討論干燥對已經可以長期保質的產品的價值何在，但他們對“各種創新休閑食品”表現出濃厚興趣。然而這兩家與EnWave存在財務關系的剛起步的公司正在進一步推進長保質期的奶酪休閑食品，這類產品很早在Costco和Kroger等零售渠道獲得了成功。

 水電是太平洋西北地區幾種能源的一個重頭，憑借這一點，EnWave可以宣稱自己的低碳足跡，至少該公司所有的設備都在本土市場運行。因為在真空環境下，沸點降低了一半，微波能量去除了水分但不會破壞食品的細胞結構。

 冷凍干燥工藝也可以采用真空，但耗時相對更長，能耗也更多。EnWave公司副總裁BrentCharleton解釋說，其主要原因是食品會發生多相位的變化。輻射能量真空可以實現同樣的加工效果，但在時間和成本上更理想，非常接近空氣對流干燥。產品被裝入到載體中通過干燥機，像食品被放在家用微波爐里的轉盤上一樣。

 華盛頓的NutraDried是一家由EnWave和Enwave董事控股的投資集團共同擁有的加工商，成立于去年，主要生產Moon品牌的奶酪。最近，他們用一臺100千瓦的設備代替了JackLink等使用的10千瓦的系統。

 “10千瓦的設備對于我們而言或多或少像一條測試線。我們的產品目前已進入了近100家商店，需要更大的設備。”NutraDried的首席執行官AlanWhittecker解釋說。這臺新的大設備的產能約為450磅的低含水量（通常小于1%）的新鮮奶酪，保質期為12個月，不添加任何防腐劑或其它添加劑，但具有絕妙的奶酪味道，他說。從去年12月2日開始，這臺大容量干燥機正式開始出貨。

 奶酪中的水分在蒸發時被空氣取代，產品發生膨脹，像月球上的巖石，Whittecker解釋說，這是產品被命名為Moon的靈感來源。“它的口感非常棒，不像海綿，很接近凍干奶酪。”他說。烘烤可以生產保質期穩定的奶酪，“但幾乎沒有任何口感和營養價值可言。”戶外愛好者通常是車打、豪達以及杰克辣椒奶酪的消費群體，通常2盎司包裝的零售價為4.99美元。

 “這是相對昂貴的休閑食品，”華盛頓的NutraDriedCreations公司首席執行官JohnGibb指出。NutraDriedCreations主要銷售私人標簽的新鮮奶酪產品，散裝品牌為Ferndale，包裝品牌為Blaine。Gibb公司在西北區域推出了Munchies品牌，專門在Costco銷售。基于良好的銷售業績，他預計Kirkland版本的奶酪小食將于今年亮相。

精簡的工程設計

 設備的衛生設計是加工商和OEM商的前沿和核心，但存在著相當大的混亂，特別是低含水量食品的應用。通常索取報價時存在問題，有些食品企業在執行標準時不一定匹配自己的具體應用，其結果是工程設計過度，產生額外的成本。

 創新和運營卓越聯盟提出了一項名為“同一個聲音”（OneVoice）的倡議，其目的是為了理解設計上存在的差距，幫助OEM商更規范化，從而降低設備成本。不久前，“同一個聲音”的工程和解決方案團隊針對工業干燥機開發了一款衛生級設備，負責加工帶糖衣和其它調味料涂層的谷物即食食品。

 “當時我們正在著手研究谷物食品干燥機的研發工作，同時我也是‘同一個聲音’干燥機標準指南的制定小組成員之一。”北卡羅來納州布勒Aeroglide公司食品安全經理SteveBlackowiak回憶說。高等和常規衛生等級、干濕的不同應用都會對該公司谷物干燥機的具體工程設計帶來直接影響。同時，設計還會體現食品企業對低含水量產品的理解，這種理解推動Aeroglide考慮一些定制方案。例如，嬰兒顆粒食品和固體寵物食品，這兩類都屬于高衛生等級，需要固體深度清洗，因此所采用的衛生設計原理相同。

 食品加工設備的衛生指導原則非常完備，針對肉類和家禽的是AMI，針對乳制品的是3A，針對烘焙食品的是BISQ，這些對OEM商而言容易造成困惑，從而對每一家食品企業進行工程設計時有所混淆。“你不能對低含水量產品干燥設備采用3A標準，否則會因為過度設計造成成本劇增。”Blackowiak指出。

 通過將ConAgra、Kellogg和MOM（原先的Malt-O-Meal）等大買家集合起來共同開發統一的指導原則，布勒Aeroglide設計了五款包括谷物干燥機在內的標準干燥機模型，對于個別買家只需要適度修改。

 食品安全，生產化和能源效率是Ceres的設計目標。直接傳動風機替代了舊款干燥機的皮帶和滑輪，同時實現了三大設計目標，風機效率更高，更容易清洗，清洗時間也更短。谷類食品加工商的實踐證明，干燥機清洗耗時為8-14小時。Ceres可以在兩小時內完成清洗，為客戶增加了6-12小時的開機時間。單室設計顯著提升了氣流速度，讓工程師能夠將設備的占地面積縮小4/5，而產量約為每小時8,800磅。此外，無鏈式傳送機不需要側面導軌，能夠更好的利用CIP（仍需要部分手工清洗）。

 材料科學更深入的理解也為干燥機的設計帶來了革命性的改進。布勒的瑞士同事們推出的一款意面干燥機Ecothermatik是最近的一個典型案例。為了更好控制玻璃化轉變，這些科學家對面團的淀粉——蛋白質結構進行了研究，尋找橡膠性狀態轉變為硬脆狀態的關鍵點。結果表明，與Buhler之前的模型相比，Ecothermatik可以節省40%的熱能，以及10%的電費。

 在德國科隆舉辦AnugaFoodTe展會上同期召開了資源效率研討會，干燥機是這次會議的熱點話題。該展會每三年舉辦一次，在2012年展會上干燥機也是關注焦點。Ecothermatik在當時被授予了國際食品技術獎，該獎項用于表彰“幫助食品生產商改進工藝的創新技術”。

 與大容量常規干燥機（2,750磅/小時）相比，新系統降低整體運營成本達30%。預干燥機和主干燥機不是簡單的排出潮濕空氣，而是將空氣通過熱交換器進行熱循環。因為意面能在更短時間內實現穩定狀態，因此總干燥時間縮短了20-25%，干燥機的占地面積也有所減少。

去除水分是食品生產的基本工藝，可用于保存奶粉等食品

新鮮粉末的干燥

 噴霧干燥是食品工業能耗源之一。GEAProcessEngineering的代表相信，2013年恒天然在新西蘭Darfield工廠使用的噴霧干燥機是目前世界上的一臺噴霧干燥設備，該設備每小時產能可達30噸（66,000磅）。

 另一臺同等產能的設備將于今年投產。GEA在丹麥的代表拒絕恒天然的設備發表評論，但他們指出，利用流體動力學（CFD）可以計算腔室的尺寸，深入了解玻璃化轉變過程。得益于此，近年來大型噴霧干燥機能耗降低了5-10%。

 “在過去的10年中，每臺干燥機負責的產品種類更少，不間斷加工時間更長，通常以一周7天，每天24小時運行，奶粉生產線的性能因此得到了顯著提升。”技術部副總裁ThorvaldUllum在一封郵件中寫道。在那樣的生產模式下，只有產品不符合規格才需要啟停設備或更換產品。

 流體動力學幫助GEA優化干燥室的尺寸和形狀，減少所需要的空氣量。蒸發器冷卻水的回收利用可對主干燥機的空氣進行預熱，進一步降低能耗。“如今設備的連續運行時間非常長，這是個非常大的優勢，尤其是對設備維護周期計劃得非常嚴謹的那些工廠。”他補充道。部分干燥機的運作“非常接近百分之百的效率”。

 大多數設備的改進效果通常以漸進式展現，但運用流體動力學等設計工具能更好地理解食物本身的相位變化，幫助干燥機供應商實現性能和能耗上的重大進步。